SiBORG實驗室使用OpenUSD和NVIDIA Omniverse改進可達性設(shè)計

SiBORG 實驗室負責人 Mathew Schwartz 將研究與設(shè)計相結(jié)合，幫助團隊優(yōu)化建筑物的可達性設(shè)計。

可達性是所有設(shè)計師在構(gòu)建空間或產(chǎn)品之前必須考慮的關(guān)鍵因素，但傳統(tǒng)的評估過程繁瑣而耗時。

新澤西理工學(xué)院（New Jersey Institute of Technology）建筑與設(shè)計助理教授 Mathew Schwartz 正在使用 NVIDIA Omniverse 平臺和通用場景描述框架（又稱 OpenUSD）幫助建筑師、室內(nèi)設(shè)計師和工業(yè)設(shè)計師應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

Schwartz 的研究和設(shè)計實驗室 SiBORG（SiBORG 代表 Simulation、Biomechanics、Robotics 和 Graphics——即模擬、生物力學(xué)、機器人和圖形學(xué)）專注于理解并改進設(shè)計工作流，尤其是與可達性、人因和自動化相關(guān)的設(shè)計工作流。Schwartz 與團隊共同為研究項目開發(fā)算法，并將其變?yōu)榭捎玫漠a(chǎn)品。

該團隊使用 Omniverse（一個可以實現(xiàn)多應(yīng)用工作流和實時協(xié)作的開發(fā)平臺）開發(fā)了基于 OpenUSD 的開源代碼，該代碼可以為建筑設(shè)計自動生成復(fù)雜的可達性圖。這套代碼基于 Schwartz 的研究論文《Human centric accessibility graph for environment analysis》而開發(fā)。

可達性圖能夠提供與人體運動相關(guān)的反饋信息，例如走過某一路徑預(yù)計消耗的能量、走完該路徑所需的步數(shù)、沿途斜坡的角度等。

通過 Omniverse，團隊可以使用 Schwartz 的代碼來可視化可達性圖及其創(chuàng)建的路徑。這既可以幫助設(shè)計師更好地評估建筑規(guī)范和居住者的安全，同時還能提供有關(guān)可達性的重要洞察。

OpenUSD 的作用

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計過程中，對可達性和環(huán)境條件的反饋僅限于建筑規(guī)范分析。Schwartz 的工作通過將 Omniverse 和 OpenUSD 無縫集成到設(shè)計過程中，幫助設(shè)計師克服這一困難。

以前，為了完成模擬和建模項目中的不同工作，Schwartz 不得不在多個應(yīng)用之間切換。無論是支持人物模擬的 Unity，還是提供 3D 建模功能的 McNeel Rhino3D，不同工具之間的工作流常常無法銜接。

現(xiàn)在借助 OpenUSD，他可以將自己的研究、Python 代碼、3D 環(huán)境和渲染以及最喜歡的工具整合到 Omniverse 中。

Schwartz 表示：“我喜歡用 Omniverse 是因為它能讓我將 Python 應(yīng)用編程接口 （API）與強大的物理、渲染和動畫軟件相結(jié)合，我的團隊在 Omniverse 中使用這些靈活的 Python API 開發(fā)了幾乎整個用戶界面?！?/p>

Schwartz 的團隊使用 Omniverse 將現(xiàn)有的開源 Python 代碼可視化，并與之進行交互。該方法不需要開展任何外部工作，比如創(chuàng)建與第三方應(yīng)用的無縫鏈接等。任何兼容 OpenUSD 的程序都可以與該實驗室的多功能數(shù)據(jù)分析工具進行交互。

Schwartz 表示：“我們通過 OpenUSD 和 Omniverse，輕松地將數(shù)據(jù)分析和可視化與設(shè)計流程相結(jié)合，從而擴大了我們的研究范圍?！?/p>

運行逼真的渲染和模擬

Schwartz 還在 Omniverse 中模擬人群的移動和交互。

他通過兩顆 NVIDIA RTX A4500 GPU 加速大型人群模擬和動畫，實現(xiàn)了實時可視化。這些經(jīng)過加速的模擬可以幫助設(shè)計師獲得寶貴洞察，了解行動不便者如何在空間中移動與交互。

Schwartz 表示：“我們不僅能顯示在哪里放置標識牌最為醒目，還可以通過模擬來將早期設(shè)計中的路徑進行可視化，以此提供可達性方面的反饋，防止出現(xiàn)建筑規(guī)范方面的問題，并讓用戶能夠打造出優(yōu)越的設(shè)計?！?/p>

Schwartz 還得到了開發(fā)者和研究者所提供的積極反饋和幫助。Schwartz 表示，這種互幫互助的環(huán)境不僅對他的工作有所幫助，還助力了該平臺的發(fā)展。

審核編輯：劉清